21.-Apoptosis Flashcards
La vida de una célula es regulada por
Procesos de muerte celular
Qué formas de muerte tiene una célula?
Necrosis
Apoptosis
Necroptosis
La apoptosis es un proceso importante para la vida y homeostasis (Es constructivo) ¿Esto es V o F?
Verdadero
Dé ejemplos de la apoptosis como proceso celular normal
- En desarrollo embrionario:
- Desarrollo y morfogénesis (esculpir), maduración de reguladores de el sistema inmune o nervioso
- Adultos:
- Homeostasis tisular
- Regular vida media de células o su actividad
- Eliminar células dañadas o anormales
- Defensa contra las infecciones
Protección frente a noxas como estrés oxidativo, radiaciones, daños químicos, mutaciones genéticas
Dé ejemplos en donde la homeostasis se pierde por apoptosis desregulada (o proliferación desregulada) (si se desregula la apoptosis ocurren enfermedades)
En exceso: (Menor cantidad de células vivas (apoptosis)/activas (senescencia))
- Enfermedades crónicas degenerativas como Alzheimer,
- Infecciones parasitarias intracelulares
- Infertilidad
Escasamente: (Acumulación anormal de células no funcionales)
- Cánceres (Proliferación anormal de un tejido)
- Enfermedades autoinmunes (Evitar eliminación de células inmunes dañadas que dejan de reconocer lo propio)
¿Qué es la necrosis?
La muerte celular no selectiva (accidental) que produce una alteración en el entorno celular
¿Qué es la apoptosis?
Muerte celular selectiva, señalizada, que no altera el entorno, sino que, en condiciones normales, tiende a la homeostasis
Por qué muerte celular programada no es lo mismo que la apoptosis?
La muerte celular programada es un concepto operacional, que se refiere a la muerte celular programada para hacer muerte celular en un tiempo y espacio específico, esto ocurre en la embriogénesis, y puede ser por apoptosis o no
La apoptosis es un tipo de muerte celular, no programada, pero la muerte celular programada (PCD) sí puede ser por apoptosis
PCD–>Operacional
Apoptosis–>Mecanístico morfológico
Explique el experimento en donde con el gusano C. elegans se descubrieron los primeros genes de muerte programada por apoptosis
Se marca cada gen y cada célula y se dieron cuenta de que pudieron predecir exactamente cuándo y dónde morirían ciertas células
Explique la necrosis
La muerte celular no selectiva (accidental), generalmente causada por tóxicos que envenenan la mitocondria y evitan el uso de ATP
Esto lleva a un desequilibrio iónico, pues no podemos usar bombas iónicas ATPasas (que llevan a un balance iónico asimétrico)
Y esto lleva a una osmosis que explota a la célula
Dejando sus contenidos en la MEC
Lo que produce una alteración en el entorno celular, generando procesos inflamatorios graves, por lo que nos damos cuenta al tiro (y lleva a formar vesículas, o a manchas irregulares, o a escaras negras)
(también aumenta el tamaño de la célula, de la mitocondria)
(Se rompe la membrana celular liberando el contenido, lo que lleva a una respuesta inflamatoria)
(Es por disminución de ATP)
De un ejemplo de veneno necrótico
Cianuro, que envenena a la mitocondria
La apoptosis necesita de una célula sana y viva con disponibilidad de ATP ¿Es V o F?
Verdadero
¿Cómo se ve al microscopio una necrosis?
Se ve con ruptura de la membrana, liberación del citoplasma al exterior, y viendo la inflamación
Qué es la necroptosis?
Es necrosis regulada/controlada, ocurre generalmente en situaciones patológicas que involucran inflamación, como estrés oxidativo, infecciones por bacterias o virus, enfermedades autoinmunes (amplifica las inflamaciones)
Explique la apoptosis
Significa el decaimiento de las hojas en otoño, es decir, morir cuando se debe morir
Entonces vemos que es un mecanismo de construcción de estructuras y tejidos, es decir, esculpimiento, y además, de suicidio celular cuando llega la hora de las células (y no siguen cumpliendo funciones o representan un peligro para la integridad de otras células funcionales)
Morfológicamente es un tipo de muerte celular programada
Además, no altera el entorno, sino que, en condiciones normales, tiende a la homeostasis de los tejidos
Según kerr, qué es la apoptosis?
Es un mecanismo controlado de eliminación de células
Que tiene un rol complementario, pero opuesto a la mitosis
Es la regulación de la cantidad de células en los amínales
Es un proceso activo (según características morfológicas, cambios morfológicos que ocurren en etapas:
- -El núcleo y el citoplasma se condensan
- -Se fragmentan
- -Y se forman pedacitos de células que están bien preservados (cuerpos apoptóticos (vesículas) ¡Que no es lo mismo que apoptosomas, aún si el nombre etimológico lo dice!)
- -Estos cuerpos apoptóticos pueden ser fagocitados por células vecinas u otras células fagocíticas, rápidamente degradado por enzimas lisosomales)
Es inherentemente programado (puesto en duda)
Que puede ser iniciado o inhibido con una variedad de estímulos ambientales, fisiológicos y patológicos
El nombre vino porque él tomaba café con un amigo filósofo estudioso de los griegos
Cuáles SON las etapas de la apoptosis?
- -La cromatina se condensa
- -Se fragmentan los organelos y el núcleo, disminuyendo el volumen celular con esta fragmentación (y dejando de adherirse intercelularmente), y siempre manteniendo la membrana plasmática
- -Y se forman los cuerpos apoptóticos preservados (vesículas)
- -Estos cuerpos apoptóticos pueden ser fagocitados por células vecinas u otras células fagocíticas, rápidamente degradado por enzimas lisosomales
Se mantiene la integridad de los los cuerpos apoptóticos mediante señales y uso de ATP, pero durante este proceso no se gasta netamente ATP, se mantiene
Cómo reconocer a una apoptosis al microscopio?
Se ve la cromatina MUY condensada, y se ven huevos en la superficie, que son los cuerpos apoptóticos (miras varios globos, y células planas y te das cuenta, además ves que están separadas de otras células)
(las células apoptóticas se hacen más chicas, las necróticas se hacen más grandes)
Entonces, hasta ahora, la apoptosis cambia
El citoesqueleto (por la separación de las uniones intercelulares)
El equilibrio iónico (por la disminución del volumen)
Toma un descanso
Wenito (comienzan datos)
En realidad los pedazos de la célula que “muere”
Siguen siendo metabólicamente activas, entonces podríamos pensar que sigue viva
Qué cosa muere constantemente por apoptosis?
Las células de la piel, o los glóbulos rojos
Fin de los datos
Vamos allá!
Qué es el beso de la muerte?
Una comunicación local célula-célula e donde un linfocito T se une a un receptor de una célula que la hace entrar en apoptosis (se puede modificar al linfocito T para guiarlo a células oncogénicas) (la apoptosis puede ser buena)
Qué otros orígenes tiene la apoptosis?
- Fisiológicas:
- Sistema inmune
- Problemas genéticos durante el desarrollo embrionario
- Señales de estrés o patológicas:
- Daño celular con noxas, como radiaciones (UV, gamma)
- Daños químicos (quimioterapia)
- Escasez de factores de crecimiento
- Señales de receptores: (por ligandos)
- Citoquinas, TNF-alfa o TGF beta
- Fas ligando
Todas estas señales se integran en integradores (proteasas de la familia de las caspasas) comunes con las mismas consecuencias finales
Qué tipo de señales pueden haber según procedencia?
- Extrínsecas: Como receptores de muerte u otros receptores (como de contacto a linfocitos T)
- Intrínsecas: Como la vía mitocondrial, en donde se liberan señales (factores apoptóticos desde la mitocondria)
- Consecuencia de la activación de:
- Proteasas de la familia de las caspasas
- De vías de señalización comunes río abajo
Qué son las caspasas?
Cisteína proteasas (que cortan en ácido aspártico) que integran todas las señales y las amplifican, ejecutando la apoptosis
Son pro-enzimas inactivas, que
se activan por diferentes mecanismos: ser dimerizadas, ser cortadas proteolíticamente por otras caspasas, o por cambios conformacionales
Tienen cisteína en sus sitios activos
Cómo ocurre la cascada de caspasas?
Una iniciadora (amplificadora) recibe el estímulo pro apoptótico y corta a las efectoras, las cuales llevan a la apoptosis (efectoras)
Cómo identificas células apoptóticas marcando caspasas?
Las dañas y ves al núcleo compactándose y fragmentándose, y el citoesqueleto de activa se encienden, pues hay caspasas actuando ahí
En qué se basa la vía extrínseca de la apoptosis?
En un ligando trimérico unido a un receptor triple de muerte, que unen a proteínas adaptadoras que reclutan a una caspasa iniciadora, como la caspasa 8, la reclutan y la dimerizan para activarla, luego esta recortará a las caspasas efectoras (amplificadoras) (o ejecutoras) (caspasa 3, que corta muchos sustratos que llevan cambios de fenotipos apoptóticos: Degradación del ADN, señales para ser fagocitadas, morfología plana, chica y en globitos, soltarse intercelularmente) río abajo
Dé ejemplos de la vía extrínseca de la apoptosis
El fas, CD95 ligando por linfocitos (T, killer)–>Mutaciones en receptores de muerte produce autoinmunidad linfo proliferativa B y T (los linfocitos B y T no mueren por apoptosis)
(También pasa en el cáncer de sangre)
El factor de nucleosis tumoral alfa (TNF alfa)–>Artritis, artrosis, enfermedades inflamatorias, citoquinas por covid
El TRAIL–>Antitumoral
Cuál sería entonces el orden?
Señal extrínseca–>Caspasa iniciadora 8–>Caspasa efectora 3–> Proteólisis (corte de proteínas blanco) que causa
- -Inactivar a la proteína secuestradora de la ADN endonucleasa, es decir, se fragmentará el ADN
- -Activar a las proteínas destructoras de actina: Cambios morfológicos
- -Otras–>Fragmentar la célula y degradar organelos, eliminar factores pro-sobrevida
Cómo se degrada el ADN con caspasas 3?
Un Fas ligando por ejemplo, activa al receptor de muerte trimérico, que llama a una proteína adaptadora, recluta a la caspasa 8, y la dimeriza (puede ser otra señal no extrínseca también)
La caspasa 8 corta y activa proteolíticamente a la caspasa 3
La caspasa 3 corta a las secuestradoras (iCAD) (inhibidora de CAD) de las CAD (ADNasas (o DNasas) activadas por caspasas)
Entonces, si cortamos a la secuestradora, entonces la CAD funciona y corta al ADN en cortes inter-nucleosómicos, de a múltiplos de 200 bases (largo cubierto por histonas) (parecidos a los nucleosomas, es decir, cortando entre nucleosomas como una escalera, que son ADN’s enrollados a histonas)
Cómo detectar a la apoptosis con la técnica del tunel?
Agregamos transferasas de nucleótidos marcados a las células, y si el ADN es cortado por caspasas o si es replicado, se marcará (por extremos 3’ libres)
Qué señales das para que te fagociten?
Las flipasas y escramblasas son cortadas por las caspasas, lo que lleva a que la asimetría de la membrana desaparezca, haciendo que la fosfatidil serina quede en la monocapa externa, lo que es reconocida por las células inmunes o epiteliales vecinas para que se coman los cuerpos apoptóticos
Para detectar estas señales podemos usar anexina 5 (que se une a la fosfatidil serina en presencia de calcio) unida a un marcador
Duerme un ratito
Apreta el 5 y eso significa que sí
Cómo funciona la vía intrínseca?
1.-Recepción:En esta vía convergen muchas señales intracelulares, como factores tróficos ausentes que mandan señales al citoplasma, daños oxidativos, a organelos, al ADN, cambios a la expresión génica en el desarrollo embrionario
- -Señalización:
- Ocurre por la recepción de la señal y la consecuente formación de un poro en la mitocondria, en donde se liberan factores internos importantes para el funcionamiento de la cadena transportadora de electrones (lleva electrones cargados del complejo 3 al 4) - -Efecto:
- Estas moléculas de citocromo c interactúan con proteínas adaptadoras como APAF-1 (como las adaptadoras de los receptores en la vía extrínseca)
- APAF1 (como proteína adaptadora) con citocromo c (como ligando) reclutan a la caspasa 9 en presencia de ATP (no se forman apoptosomas sin ATP, necesitas de una célula metabólicamente activa y viva, si no ocurre la necrosis, o la necroptosis)
- Esta caspasa 9 (iniciadora) es reclutada, (y en vez de ser dimerizada como la caspasa 8 de la vía extrínseca, esta es) y es cambiada conformacionalmente para ser activada
- Una vez activada, sigue el mismo camino que en las otras vías, es decir, recorta a la caspasa 3 para inducir a la apoptosis
Qué es el apoptosoma?
El complejo entre caspasa-9, APAF1 y citocromo c con gasto de ATP que activa (¿Recorta o cambia conformación a la caspasa 3?)
Qué pasa si eliminas la caspasa 9 o la apaf1? (KO)
Se produce una letalidad embrional (no se desmantelan membranas interdigitales, sistema nervioso no esculpido)
Todo esto por el impedimento de la formación del apoptosoma, y, por lo tanto, de la apoptosis por vía intrínseca
Cuál es el punto de no retorno de la apoptosis por vía intrínseca?
La liberación del citocromo c
De qué proteínas depende la regulación de la liberación del citocromo c?
La familia de las proteínas BCL-2
El fundador enojón (el papá estricto): BCL-2 (anti apoptóticas) (tienen todos los 4 dominios conservados BH4-BH3-BH1-BH2)
Los hijos rebeldes (Pro-apoptóticos): BAX y BAK (tienen todos los 4 dominios conservados BH4-BH3-BH1-BH2, menos uno, que es en lo que no se parecen a su padre, no son malos, pues promueven la apoptosis y la muerte por honor, no teniendo el dominio BH4 que les permite pensar así)
El hijo chico: los BH3 only, que también es rebelde al padre (Pro-apoptóticos), pero es chico, y por lo tanto, tiene un puro dominio BH3
Cómo se descubrió el BCL-2?
Buscando causas del linfoma celular, entonces de prueba, se estudian células con una translocación cromosómica en el gen de los anticuerpos (por eso B cell lynphoma 2), lo que provoca que se sobre exprese (upregulated)
Y descubrieron que el cáncer era causado por la mutación de este gen, porque como era un gen panti-apoptótico, mantiene a las células cuando deberían de morir, es decir, por ausencia de muerte celular fisiológica se acumulan genes mutados que llevan al cáncer (esto es porque como nunca mueren los linfocitos B, entonces se acumulan y acumulan, pues no dejan de proliferar, pero no a un ritmo frenético, sino que nunca mueren, y esto lleva a que se acumulen y que, por ejemplo, ocurra un cáncer sin problemas proliferativos y/o una enfermedad autoinmune)
Cómo es el equilibrio?
Evitar células inmortales (sobre expresión de BCL-2)
Y evitar que se mueran todas (BAX, BAK, BH3 only), es decir, una cantidad adecuada de tanto pro apoptóticas como anti apoptóticas
Cómo funcionan las proteínas pro apoptóticas
Se oligomerizan BAK y BAX en la mitocondria (BAK ya está pegado, BAX debe insertarse) y forman como esas horquillas que se entierran en los pulmones colapsados para que la sangre salga por presión, pero en vez de un pulmón es una mitocondria, y en vez de sangre, es citocromo c, esto lleva a la apoptosis irreversible de la célula por vía intrínseca
Describa la vía intrínseca completamente:
1.- Muchas BH3 only sensan (centinelas de daño celular, es una regulación transcripcional y post-traduccional) daños en la célula, por ejemplo Bid= Receptor de muerte Bad= Factor de crecimiento Bim= Receptor de linfocito T Noxa ó Puma= Daño al ADN
Otras que reaccionan a estrés oxidativo, falta de factores tróficos, etc
Las cuales son atrapadas por anti apoptóticos como BCL-2 o BCL-XL, evitando que sigan río abajo
- -Si no son atrapadas, estimulan a Bax y Bak para oligomerizarse y formar un poro que saca de la mitocondria el citocromo c
- -El Citocromo c se une al APAF1 y juntos reclutan a la caspasa 9 en presencia de ATP
- -Esta caspasa 9 (iniciadora) es reclutada, y es cambiada conformacionalmente para ser activada
- -Una vez activada, recorta a la caspasa 3 (efectora)
- -La caspasa 3 ejecuta los cambios apotóticos
Aplicaciones de la apoptosis en el cáncer
(Datos)
1
Las proteínas BH3 only son atrapadas por la anti apoptóticas como el BCL-2 debido a que las BH3 only tienen un dominio alfa con la que se unen en forma de llave cerradura
2 (no entendí por qué las células normales no mueren)
De este descubrimiento de la llave cerradura del BCL-2 ayudó mucho a tratar al cáncer: Pues las células cancerígenas son inmunes a la apoptosis, probablemente por tener muchos receptores anti apoptóticos, lo que les hace más sensibles a las BH3 only que a las células normales
Buscaron competidores de las BH3 only y sintetizaron uno, entonces las bombardeamos, y las mataremos por apoptosis, sin embargo, da lo mismo que una célula normal se coma estos Bh3 only, porque morirá automáticamente al entrar en apoptosis
Qué pasa si inhibimos a los pro apoptóticos en gente con enfermedades degenerativas?
Se protege al cerebro por apoptosis excesiva (no usar en caso de Alzheimer porque crearás el efecto adverso de desarrollar cáncer) (pero sí sirve en traumatismos o infartos cerebrales)
Qué pasa si inhibimos a la necroptosis?
Evitamos enfermedades inflamatorias o neurodegenerativas o por infecciones bacterianas o virales que causan inflamaciones crónicas
